马海燕
(山东省东营市广饶县城市管理服务中心,山东东营 257300)
月季是一种蔷薇科蔷薇属常绿或半常绿灌木,有着“花中皇后”的美誉,已经被列为我国十大名花之一[1]。近年来,城市化进程日益加快,人们越来越重视城市园林绿化建设美化及彩化,月季因其良好的观赏特性成为城市绿地应用及配置常客[2]。月季最适宜生长的日间温度为15~26℃,而最适宜生长的夜间温度为0~15℃[3]。山东东营夏季高温多雨,并不利于月季的生长[4]。多数月季品种在夏季耐热性不理想,处于半休眠状,导致月季的应用范围受到较大制约[5-6]。
近年来,人们在月季高温响应[7]、遗传规律及耐热性评价[8-9]、耐热品种育种等方面进行了大量研究。为探究山东东营常见月季品种的耐热性特点,本研究主要分析了高温胁迫对绯扇、冰山、蓝斯带生理特性的影响,以期能够为月季耐热性机制的研究提供理论基础。
试验用月季品种为绯扇、冰山、蓝斯带月季。
试验于东营广饶县某试验基地内进行。于2020 年9 月26 日将上述月季移至恒温室内,采取常规栽培方式培养至2020 年10 月25 日,栽培基质配方为:60%泥炭土、20%椰糠、20%蛭石,测量并计算月季嫁接成活率、基茎、株高、叶片厚度、花色、花径、花瓣数、花朵数、花期等。在2020 年10 月26 日,根据温室温度的不同设置2 个处理,分别为CK 处理(20℃)、H 处理(32℃),选择各品种的健康月季植株分别在2 个处理方式下培养。在处理过程中,光照强度设置为5000Lx、空气相对湿度控制在80%左右。10h 后,立即测量月季叶片叶绿素含量,采用液氮对剩余叶片速冻后置于-80℃保存,以备测量丙二醛含量、可溶性糖含量、蛋白质含量、脯氨酸含量、SOD 酶活性。
采用游标卡尺测量月季基茎、株高、花净等指标;采用电导仪测定法测量相对电导率;采用丙酮、乙醇混合液提取法测量叶绿素含量;采用硫代巴比妥酸(TBA)法测量丙二醛含量;采用蒽酮比色法测量可溶性糖含量;采用茚三酮显色法测量脯氨酸含量;采用NBT 法测量SOD 酶活性;利用LI-6400 型便携式光合仪测量叶绿素含量。
采用Excel 软件处理数据,并利用SPSS 20.0 软件进行显著性分析。
不同品种月季形态(见表1)。由表1 可知,3 个月季品种中,绯扇的嫁接成活率最高(100%),冰山和蓝斯带的嫁接成活率分别为90.30%和85.96%;不同品种月季基茎由高到低依次为蓝斯带、绯扇、冰山;绯扇和冰山2个月季品种的株高明显高于蓝斯带品种;3 个品种月季的叶片厚度差异不显著;从花色角度来看,绯扇的颜色为朱红色、冰山的颜色为纯白色、蓝斯带的颜色为蓝紫色;3 个月季品种花径存在显著差异,分别为绯扇14.23cm、冰山11.79cm、蓝斯带17.15cm;3 个品种月季花瓣数由高到低依次为绯扇(32.47 个)、冰山(25.16个)、蓝斯带(22.49 个);冰山月季的花数明显高于绯扇及蓝斯带;绯扇和冰山2 个月季品种单花期差异不显著,为17.46~17.57d,明显高于蓝斯带;蓝斯带的残花期为3.69d,明显高于绯扇及冰山2 个品种。
表1 不同月季品种形态
高温胁迫对月季生理指标的影响(见表1)。在常温条件下,不同月季叶片可溶性糖含量维持在0.0082~0.0101,存在显著差异,其中冰山月季可溶性糖含量最高,而蓝斯带月季可溶性糖含量最低。在高温胁迫10h时后,各品种月季可溶性糖含量均明显增加,各处理增幅由高到低依次为冰山(11.22%)、蓝斯带(9.76%)、绯扇(9.68%)。
常温条件下,不同处理月季叶片丙二醛含量差异显著,其中蓝斯带月季丙二醛含量为0.21μmol/L,明显高于冰山月季及绯扇月季(0.17~0.18μmol/L)。在高温胁迫10h 后,各品种月季叶片丙二醛含量急剧增加。从表1 可知,蓝斯带月季丙二醛含量增加了19.05%、绯扇月季丙二醛含量增加了11.76%、冰山月季丙二醛含量增加了5.55%。
在常温条件下,3 个月季品种叶绿素含量差异不显著,为0.072%~0.073%。在高温胁迫后,各品种月季叶绿素含量明显提升,绯扇月季、冰山月季、蓝斯带月季叶绿素含量增幅分别为9.59%、6.94%、5.48%。
在常温条件下,各品种月季脯氨酸含量由高到低依次为绯扇月季(4.58μg/g)、冰山月季(3.93μg/g)、蓝斯带月季(3.33μg/g),在高温胁迫后,各品种月季叶片脯氨酸含量急剧增加。冰山月季增幅最大(91.09%),其次依次为蓝斯带月季(84.98%)、绯扇月季(81.66%)。
不同品种月季叶片SOD 酶活性差异显著,各品种为别为绯扇月季(36.59U/g)、冰山月季(35.04U/g)、蓝斯带月季(34.17U/g)。由表1 中可以看出,高温胁迫10h后月季叶片SOD 酶活性明显增加,其增幅在35.09%~41.67%,其中冰山月季SOD 酶活性增幅最大,蓝斯带月季SOD 酶活性增幅最小。
表2 高温胁迫对月季生理指标的影响
在高温胁迫作用下,植物生理代谢及光合作用将发生变化,植物叶绿素发生降解,细胞膜透性明显增加,活性氧含量升高,与此同时,光能的吸收、利用、能量转运、PSⅡ活性等也发生变化[11]。
丙二醛是膜脂过氧化物的一个产物,若发生膜伤害,体内可溶性物质将出现外渗现象,丙二醛含量的高低表征着细胞膜的过氧化水平,代表着细胞膜的受损程度[12]。本研究发现,高温胁迫会导致叶片丙二醛含量增加,这可能是由于胁迫会增加叶片膜脂过氧化水平,增幅高则表明细胞膜受损程度大、耐热性差。由此可知,冰山月季耐热性最强,而蓝斯带月季耐热性最差。
在逆境条件下,植物会主动积累可溶性糖,以减少渗透势、降低冰点,相较于不耐热植物,耐热植物通常含有更多的可溶性糖[13]。本研究发现,冰山月季、绯扇月季可溶性糖含量明显高于蓝斯带月季,表明前两者比蓝斯带月季更耐热。
脯氨酸是重要的渗透调节物质,在高温条件下植物会主动积累脯氨酸以抵御高温伤害[14]。本研究发现,在高温胁迫下,各品种月季脯氨酸含量均明显增加,其增幅甚至达到了8%~90%,表明在月季抗高温机制中脯氨酸发挥着较大作用。
SOD 酶活性直接决定着植物的耐热性,本研究发现在高温胁迫作用下,不同月季品种SOD 酶活性明显增加。这可能是由于在胁迫作用下,植物会主动提升自身SOD 酶活以抵御高温[15]。在高温条件下,耐热性植物为适应高温环境,其SOD 酶活性通常增加较多。可以看出,冰山月季SOD 酶活性增幅为最大、蓝斯带月季SOD酶活性增幅为最小,也就是说几个月季品种耐热性由高到低为冰山月季、绯扇月季、蓝斯带月季。
(1)不同品种月季嫁接成活率及形态特征差异显著,在常温条件下,以绯扇月季嫁接成活率为最高,蓝斯带月季嫁接成活率为最低。
(2)在高温胁迫作用下,各品种月季可溶性糖含量、丙二醛含量、脯氨酸含量、SOD 酶活性均明显升高,而叶绿素含量均有所降低。其中冰山月季变化幅度为最大,蓝斯带月季变化幅度为最低。
综上所述,不同品种月季形态特征差异显著,绯扇月季嫁接成活率为最高,蓝斯带月季嫁接成活率为最低。在高温胁迫下,冰山月季表现出了更好的耐热性,而蓝斯带月季耐热性最差。